Фамилия Полибин образована от личного имени или прозвища Полиба. В основе лежит древнерусское некалендарное имя Полиб, которое, в свою очередь, восходит к глаголу «полибить» — то есть «побить», «одолеть», «победить». Таким образом, прозвище Полиб мог получить человек, одержавший победу в каком-либо деле, либо же оно использовалось как имя-оберег, призванное защитить ребёнка от злых сил. Модель образования проста и типична: к основе на твёрдый согласный добавлялся притяжательный суффикс -ин, указывающий на принадлежность. Полибин буквально означает «сын Полибы».

Именования, образованные по той же модели, широко представлены в ономастике восточных, западных и южных славян. Славянские фамилии возникали от личного прозвища или от имени, христианского или языческого, и фамилия Полибин — яркий пример второй группы. Она сохранила память о дохристианском, языческом пласте древнерусских имён, которые были вытеснены после крещения Руси, но не исчезли бесследно, оставшись в фамилиях.

Стоит отметить, что, хотя имя Полиб не встречается в святцах, оно не является редкостью для древнерусской антропонимии. Подобные имена-прозвища, отражающие качества характера или обстоятельства рождения, были широко распространены в Новгородской и Псковской землях, а также в северных территориях. Поэтому фамилию Полибин с высокой долей вероятности стоит относить к северорусскому или новгородскому ареалу бытования, хотя с течением времени она распространилась и за пределы этих земель.

Редкий суффикс -ин в сочетании с основой на -б делает фамилию морфологически прозрачной, но при этом не слишком частотной. В отличие от более распространённых фамилий на -ов, образованных от имён на -о/-е, форма Полибин сохранила архаичный тип склонения, что также указывает на древность её происхождения. В целом, фамилия Полибин — это не просто родовое именование, а сохранившийся след языческого прошлого, застывший в языке.